JP2631499B2 - 半導体不揮発性メモリ - Google Patents
半導体不揮発性メモリInfo
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- JP2631499B2 JP2631499B2 JP6289188A JP6289188A JP2631499B2 JP 2631499 B2 JP2631499 B2 JP 2631499B2 JP 6289188 A JP6289188 A JP 6289188A JP 6289188 A JP6289188 A JP 6289188A JP 2631499 B2 JP2631499 B2 JP 2631499B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control gate
- region
- nonvolatile memory
- gate electrode
- floating gate
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータなどの電子機器における情
報記憶用の半導体不揮発性メモリに関する。
報記憶用の半導体不揮発性メモリに関する。
この発明は、制御ゲート電極を半導体基板表面に形成
した浮遊ゲート型半導体不揮発性メモリにおいて、薄い
濃度の制御ゲート領域内に表面電位固定用領域を形成す
ることにより、製造が簡単で、しかも、品質に優れた半
導体不揮発性メモリを与えるものである。
した浮遊ゲート型半導体不揮発性メモリにおいて、薄い
濃度の制御ゲート領域内に表面電位固定用領域を形成す
ることにより、製造が簡単で、しかも、品質に優れた半
導体不揮発性メモリを与えるものである。
従来、第２図に示すように、浮遊ゲート電極５の電位
を制御する制御ゲート領域71を、制御ゲート絶縁膜６を
介して半導体基板１の表面に形成した半導体不揮発性メ
モリが知られていた。
を制御する制御ゲート領域71を、制御ゲート絶縁膜６を
介して半導体基板１の表面に形成した半導体不揮発性メ
モリが知られていた。
しかし、従来の半導体不揮発性メモリは、制御ゲート
領域の表面が空乏化しないように表面濃度を高く形成す
る必要があったため、その高い表面濃度の上に形成され
る制御ゲート絶縁膜の膜質が悪いとともに、製造工程に
関しても、表面濃度を高くする工程が複雑であるという
欠点があった。
領域の表面が空乏化しないように表面濃度を高く形成す
る必要があったため、その高い表面濃度の上に形成され
る制御ゲート絶縁膜の膜質が悪いとともに、製造工程に
関しても、表面濃度を高くする工程が複雑であるという
欠点があった。
そこで、この発明は従来のこのような欠点を解決する
ため、制御ゲート領域の表面濃度を高くしないでも、そ
の表面が空乏化しないようにすることにより、製造工程
が簡単で品質の良い半導体不揮発性メモリを得ることを
目的としている。
ため、制御ゲート領域の表面濃度を高くしないでも、そ
の表面が空乏化しないようにすることにより、製造工程
が簡単で品質の良い半導体不揮発性メモリを得ることを
目的としている。
上記問題点を解決するために、この発明は、低い濃度
の制御ゲート領域の表面に、表面電位固定用拡散領域を
設けることにより、制御ゲート領域表面の空乏化を防い
で、製造工程を簡単にして品質の良い半導体不揮発性メ
モリを可能にした。
の制御ゲート領域の表面に、表面電位固定用拡散領域を
設けることにより、制御ゲート領域表面の空乏化を防い
で、製造工程を簡単にして品質の良い半導体不揮発性メ
モリを可能にした。
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は、本発明の半導体不揮発性メモリの断面図
である。Ｎ型の浮遊ゲート半導体不揮発性メモリの場合
について説明する。Ｐ型半導体基板１の表面にゲート絶
縁膜４を介して浮遊ゲート電極５を設け、浮遊ゲート電
極５をゲート電極とするようなＮ型ソース領域２及びド
レイン領域３を半導体基板１の表面に形成する。又、浮
遊ゲート電極５の電位を制御するＮ型の制御ゲート領域
７は、基板１の表面に形成され、制御ゲート領域７の上
には、制御ゲート絶縁膜６を介して浮遊ゲート電極５が
形成されている。又、Ｐ型の表面電位固定用拡散領域８
は、制御ゲート領域７の内側表面に形成され、部分的に
浮遊ゲート電極５と絶縁膜を介して重なるように形成さ
れている。
る。第１図は、本発明の半導体不揮発性メモリの断面図
である。Ｎ型の浮遊ゲート半導体不揮発性メモリの場合
について説明する。Ｐ型半導体基板１の表面にゲート絶
縁膜４を介して浮遊ゲート電極５を設け、浮遊ゲート電
極５をゲート電極とするようなＮ型ソース領域２及びド
レイン領域３を半導体基板１の表面に形成する。又、浮
遊ゲート電極５の電位を制御するＮ型の制御ゲート領域
７は、基板１の表面に形成され、制御ゲート領域７の上
には、制御ゲート絶縁膜６を介して浮遊ゲート電極５が
形成されている。又、Ｐ型の表面電位固定用拡散領域８
は、制御ゲート領域７の内側表面に形成され、部分的に
浮遊ゲート電極５と絶縁膜を介して重なるように形成さ
れている。
半導体不揮発性メモリの情報の読み出しは、浮遊ゲー
ト電極５の中の電荷量によって、ソース領域２とドレイ
ン領域３との間のチャネル領域のコンダクタンスが変化
することから行うことができる。例えば、浮遊ゲート電
極５にたくさんの電子が注入されている場合は、チャネ
ルコンダクタンスは小さくなる。
ト電極５の中の電荷量によって、ソース領域２とドレイ
ン領域３との間のチャネル領域のコンダクタンスが変化
することから行うことができる。例えば、浮遊ゲート電
極５にたくさんの電子が注入されている場合は、チャネ
ルコンダクタンスは小さくなる。
半導体不揮発性メモリへの情報のプログラムは、浮遊
ゲート電極５へ電子を注入することによって行うことが
できる。制御ゲート領域７及び表面電位固定用拡散領域
８に正の高電圧を印加することにより、浮遊ゲート電極
５の電位を高くする。例えば、ドレイン領域３にも高電
圧を印加すれば、ドレイン領域３の近傍にホットエレク
トロンが発生し、その一部が浮遊ゲート電極５へ注入さ
れる。この方法は、チャネル注入と呼ばれている。
ゲート電極５へ電子を注入することによって行うことが
できる。制御ゲート領域７及び表面電位固定用拡散領域
８に正の高電圧を印加することにより、浮遊ゲート電極
５の電位を高くする。例えば、ドレイン領域３にも高電
圧を印加すれば、ドレイン領域３の近傍にホットエレク
トロンが発生し、その一部が浮遊ゲート電極５へ注入さ
れる。この方法は、チャネル注入と呼ばれている。
チャネル注入以外では、ゲート絶縁膜の一部を薄くす
ることにより、基板１あるいはドレイン領域３より、ト
ンネル電流を流すことにより、電子を注入することもで
きる。この方法は、トンネル注入と呼ばれている。いづ
れの場合も、制御ゲート領域７と表面電位固定用拡散領
域８に、正の高い電圧を印加することにより、浮遊ゲー
ト電極５を正の電位に容量結合で引っ張ることにより、
基板内部から、電子を浮遊ゲート電極へと注入する。
ることにより、基板１あるいはドレイン領域３より、ト
ンネル電流を流すことにより、電子を注入することもで
きる。この方法は、トンネル注入と呼ばれている。いづ
れの場合も、制御ゲート領域７と表面電位固定用拡散領
域８に、正の高い電圧を印加することにより、浮遊ゲー
ト電極５を正の電位に容量結合で引っ張ることにより、
基板内部から、電子を浮遊ゲート電極へと注入する。
半導体不揮発性メモリの情報の消去は、紫外線によ
り、浮遊ゲート電極５の中の電子を取り除くことができ
る。又、トンネル注入あるいは、正孔注入を利用して、
電気的にも消去できる。
り、浮遊ゲート電極５の中の電子を取り除くことができ
る。又、トンネル注入あるいは、正孔注入を利用して、
電気的にも消去できる。
本発明の半導体不揮発性メモリにおいては、制御ゲー
ト領域７の表面濃度を1018atoms/cm3以下に形成して
も、その表面は空乏化しない。何故なら、浮遊ゲート電
極５の下の制御ゲート領域７の表面電位は、制御ゲート
領域７に正電圧を印加した場合、表面電位固定用拡散領
域の電位に等しくなるからである。従って、表面電位固
定用拡散領域８の電位を正にすれば、制御ゲート領域７
の表面電位も正の電位になり、制御ゲート絶縁膜６を介
して浮遊ゲート電極５の電位を制御できる。
ト領域７の表面濃度を1018atoms/cm3以下に形成して
も、その表面は空乏化しない。何故なら、浮遊ゲート電
極５の下の制御ゲート領域７の表面電位は、制御ゲート
領域７に正電圧を印加した場合、表面電位固定用拡散領
域の電位に等しくなるからである。従って、表面電位固
定用拡散領域８の電位を正にすれば、制御ゲート領域７
の表面電位も正の電位になり、制御ゲート絶縁膜６を介
して浮遊ゲート電極５の電位を制御できる。
第３図は、制御ゲート領域７の上の制御ゲート絶縁膜
の耐圧歩留まりのＮ型不純物のドーズ量依存性を示した
グラフである。不純物濃度が高いと、基板内に結晶欠陥
が生ずるために、耐圧歩留まりは低下してしまう。従っ
て、本発明の半導体不揮発性メモリの場合、この不純物
濃度は低くても動作するために品質が優れたメモリをつ
くることができる。又、この制御ゲート領域７は、相補
型回路においては、Ｐ型トランジスタの基板であるＮ−
well領域で兼ねることができる。本発明の制御ゲート領
域７の濃度は、低くてもよいために、Ｎ−wellで形成で
きる。Ｎ−wellで形成すれば、追加工程なしで、制御ゲ
ート領域７を形成できる。又、Ｐ型の表面電位固定用拡
散領域は、Ｐ型トランジスタのソースあるいはドレイン
領域と同時に形成すれば、製造工程は簡単である。
の耐圧歩留まりのＮ型不純物のドーズ量依存性を示した
グラフである。不純物濃度が高いと、基板内に結晶欠陥
が生ずるために、耐圧歩留まりは低下してしまう。従っ
て、本発明の半導体不揮発性メモリの場合、この不純物
濃度は低くても動作するために品質が優れたメモリをつ
くることができる。又、この制御ゲート領域７は、相補
型回路においては、Ｐ型トランジスタの基板であるＮ−
well領域で兼ねることができる。本発明の制御ゲート領
域７の濃度は、低くてもよいために、Ｎ−wellで形成で
きる。Ｎ−wellで形成すれば、追加工程なしで、制御ゲ
ート領域７を形成できる。又、Ｐ型の表面電位固定用拡
散領域は、Ｐ型トランジスタのソースあるいはドレイン
領域と同時に形成すれば、製造工程は簡単である。
本発明の半導体不揮発性メモリの制御ゲート領域７の
濃度は低いが、Ｐ型基板１とＰ型の表面電位固定用拡散
領域とは、電気的に分離する必要がある。制御ゲート領
域７を、フィールド酸化膜９に重なるように形成するこ
とにより、制御ゲート領域７の端のフィールド閾値電圧
を高くすることにより、電気的に分離できる。
濃度は低いが、Ｐ型基板１とＰ型の表面電位固定用拡散
領域とは、電気的に分離する必要がある。制御ゲート領
域７を、フィールド酸化膜９に重なるように形成するこ
とにより、制御ゲート領域７の端のフィールド閾値電圧
を高くすることにより、電気的に分離できる。
本発明の半導体不揮発性メモリは、制御ゲート領域７
の表面の空乏化を防ぐために有効である。
の表面の空乏化を防ぐために有効である。
従って、浮遊ゲート電極５に、電子のみ注入されるタ
イプのメモリには、特に有効である。例えばチャネル注
入、紫外線消去型のメモリには最適である。
イプのメモリには、特に有効である。例えばチャネル注
入、紫外線消去型のメモリには最適である。
この発明は、以上説明したように、薄い濃度で形成し
た制御ゲート領域内側の表面に、表面電位固定用拡散領
域を形成することにより、簡単な製造工程で品質の優れ
た半導体不揮発性メモリを供給できる効果がある。
た制御ゲート領域内側の表面に、表面電位固定用拡散領
域を形成することにより、簡単な製造工程で品質の優れ
た半導体不揮発性メモリを供給できる効果がある。
第１図は、この発明にかかる半導体不揮発性メモリの断
面図、第２図は、従来の半導体不揮発性メモリの断面
図、第３図は、制御ゲート絶縁膜の耐圧歩留まりとAsド
ーズ量との関係図である。 １……半導体基板 ２……ソース領域 ３……ドレイン領域 ４……ゲート絶縁膜 ５……浮遊ゲート電極 ６……制御ゲート絶縁膜 ７……制御ゲート領域 ８……表面電位固定用拡散領域
面図、第２図は、従来の半導体不揮発性メモリの断面
図、第３図は、制御ゲート絶縁膜の耐圧歩留まりとAsド
ーズ量との関係図である。 １……半導体基板 ２……ソース領域 ３……ドレイン領域 ４……ゲート絶縁膜 ５……浮遊ゲート電極 ６……制御ゲート絶縁膜 ７……制御ゲート領域 ８……表面電位固定用拡散領域
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成
された浮遊ゲート電極と、前記半導体基板表面に前記浮
遊ゲート電極と制御ゲート絶縁膜を介して形成された前
記半導体基板と逆導電型の制御ゲート領域とから成る半
導体不揮発性メモリにおいて、前記制御ゲート領域の表
面に、前記制御ゲート領域と逆導電型の表面電位固定用
拡散領域を形成したことを特徴とする半導体不揮発性メ
モリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289188A JP2631499B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体不揮発性メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289188A JP2631499B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体不揮発性メモリ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235386A JPH01235386A (ja) | 1989-09-20 |
| JP2631499B2 true JP2631499B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=13213325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6289188A Expired - Lifetime JP2631499B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体不揮発性メモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631499B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2686450B2 (ja) * | 1988-03-30 | 1997-12-08 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 半導体不揮発性メモリ |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP6289188A patent/JP2631499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01235386A (ja) | 1989-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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